CN111687866A

CN111687866A - 一种感应手柄及手柄使用状态的检测方法

Info

Publication number: CN111687866A
Application number: CN201911303275.1A
Authority: CN
Inventors: 李耀; 张洪兵; 张俊平
Original assignee: Chengdu Borns Medical Robotics Co Ltd
Current assignee: Chengdu Borns Medical Robotics Co Ltd
Priority date: 2019-12-17
Filing date: 2019-12-17
Publication date: 2020-09-22

Abstract

本发明涉及器械设备技术领域，具体涉及一种感应手柄及手柄使用状态的检测方法，感应手柄包括把手外壳、信号发射器、信号接收器以及控制器，信号发射器设置于把手外壳，并用于发射信号，信号接收器设置于把手外壳并与信号接收器位置相对，且信号接收器用于在未接收到信号时产生一电信号，控制器与信号接收器电连接，控制器在接收到电信号时确认感应手柄处于使用状态，以及在未接收到电信号时确认感应手柄处于未使用状态。通过上述设置，保障了用户在使用操作手柄时，相关器械设备才会进行相应运动或操作，进而有效避免了设备的误碰操作的情况。

Description

一种感应手柄及手柄使用状态的检测方法

技术领域

本发明涉及器械设备技术领域，特别涉及一种感应手柄及手柄使用状态的检测方法。

背景技术

现有技术中，许多器械设备都需要通过操作手柄进行机械臂操作，例如，微创外科手术在传统的外科手术中医生通常会通过操作微创外科手术机器人的操作手柄进行微创手术。

发明人经研究发现，在实际操作过程中，可能存在用户误碰操作手柄的情况进而可能会影响手术操作结果，甚至引发医疗事故。因此，本发明提供一种能够在检测到用户对操作手柄的有效使用时，才会进行相应的手术或操作，这样就可以有效避免上述问题。

发明内容

鉴于上述问题，本发明提供了一种感应手柄及手柄使用状态的检测方法，通过设置红外发射器、红外接收器以及控制器以判断红外感应手柄的使用状态，保障用户在使用操作手柄时，才会进行相应的器械设备操作，避免存在用户误碰操作手柄进而可能影响操作结果的情况。

为实现上述目的，本发明提供实施例采用如下技术方案：

一种感应手柄，应用于器械设备中，所述感应手柄包括：

把手外壳；

信号发射器，该信号发射器设置于所述把手外壳，并用于发射信号；

信号接收器，该信号接收器设置于所述把手外壳并与所述信号发射器相对设置，且该信号接收器用于在未接收到所述信号时产生一电信号；以及

控制器，该控制器与所述信号发射器和所述信号接收器电连接，该控制器在接收到所述电信号时确认所述感应手柄处于使用状态，以及在未接收到所述电信号时确认所述感应手柄处于未使用状态。

可选的，在上述感应手柄中，所述感应手柄还包括安装于所述把手外壳的第一安装件和与所述第一安装件位置相对的第二安装件，所述信号发射器安装于所述第一安装件，所述信号接收器安装于所述第二安装件。

可选的，在上述感应手柄中，所述第一安装件上设置有第一槽孔，所述第二安装件上与所述第一槽孔相对位置处设置有第二槽孔，所述信号发射器安装于所述第一槽孔内，所述信号接收器安装于所述第二槽孔内。

可选的，在上述感应手柄中，所述信号发射器和所述信号接收器分别通过螺丝固定于所述第一槽孔和所述第二槽孔内。

可选的，在上述感应手柄中，在所述第一安装件和所述第二安装件之间设置有凸起。

可选的，在上述感应手柄中，所述凸起为柱状凸起，且所述柱状凸起远离所述把手外壳的一侧向内凹陷。

可选的，在上述感应手柄中，所述信号发射器为红外发射器，所述信号接收器为红外接收器，所述红外发射器向所述红外接收器发送红外信号。

可选的，在上述感应手柄中，所述控制器与所述信号发射器电连接，所述控制器还用于控制所述信号发射器发射信号。

可选的，在上述感应手柄中，所述感应手柄通过所述把手外壳设置于器械设备的把手。

本发明还提供一种手柄使用状态的检测方法，应用于上述的感应手柄中，所述方法包括：

信号发射器向信号接收器发送信号；

所述信号接收器在未接收到所述信号时生成一电信号并发送至控制器；

所述控制器在接收到所述电信号时确认所述感应手柄处于使用状态，以及在未接收到所述电信号时确认所述感应手柄处于未使用状态。

可选的，在上述手柄使用状态检测方法中，所述的使用状态的检测还包括：所述控制器在接收到所述电信号时开始计时，并在计时达到预设时长时仍能接收到所述电信号时，则确认所述感应手柄处于有效的使用状态。

本发明实施例提供了一种感应手柄及手柄使用状态的检测方法，通过设置信号发射器和接收器，其中，信号发射器向信号接收器发送信号，所述信号接收器未接收到所述信号时产生一电信号并发送至控制器，所述控制器在接收到所述电信号时确认所述红外感应手柄处于使用状态，以及在未接收到所述电信号时确认所述感应手柄处于未使用状态。并且在检测到用户对操作手柄的有效使用状态时才会进行相应的器械设备操作，避免存在用户误碰操作手柄进而可能影响操作结果的情况。

附图说明

在下文中将基于实施例并参考附图来对本发明进行更详细的描述。

图1为本发明提供的一种感应手柄把手外壳的结构示意图。

图2为本发明提供的一种感应模块的电路原理图。

图3为本发明提供的一种感应手柄把手外壳的另一结构示意图。

图4为本发明提供的一种使用状态检测方法的流程示意图。

在附图中，相同的部件使用相同的附图标记，附图并未按照实际的比例绘制。

附图标记：

100-感应手柄；110-把手外壳；120-信号发射器；130-信号接收器；140-控制器；150-第一安装件；160-第二安装件；170-螺钉；180-凸起。

具体实施方式

以下将结合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式，借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达到相应技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。本发明实施例以及实施例中的各个特征，在不相冲突前提下可以相互结合，所形成的技术方案均在本发明的保护范围之内。

请参阅图1和图2，本发明提供了一种感应手柄100，所述感应手柄100包括把手外壳110、信号发射器120、信号接收器130以及控制器140。

所述信号发射器120设置于所述把手外壳110，所述信号接收器130设置于所述把手外壳110并与所述信号发射器120相对设置，所述控制器140与所述信号发射器120和所述信号接收器130电连接；所述信号发射器120用于向所述信号接收器130发射一信号，所述信号接收器130用于在未接收到所述信号时产生一电信号，所述控制器140接收到所述电信号时确认所述感应手柄100处于使用状态，以及在未接收到所述电信号时确认所述感应手柄100处于未使用状态。

通过上述设置，以使所述感应手柄100应用于器械设备中，并在所述感应手柄100处于使用状态时，器械设备才会进行与感应手柄100的运动状态相应的操作，避免存在用户误碰操作手柄进而影响器械设备操作结果的情况。

其中，所述把手外壳110形状可以是中空圆柱体、表面有手指凹槽的中空柱体或者截面呈圆形或椭圆形的柱体，在此不做具体限制，根据实际需求进行设置即可。

可选的，在本实施例中，所述把手外壳110形状为中空圆柱。

信号发射器120可以是但不限制于红外发射器或激光发射器，根据实际需求进行设置即可，在此不做具体限制。

可以理解地，当所述信号发射器120为红外发射器时，对应的信号接收器130为红外接收器，当信号发射器120为激光发射器时，对应的信号接收器130为激光接收器。

可选的，在本实施例中，所述信号发射器120为红外发射器，所述信号接收器130为红外接收器。

在本实施例中，所述控制器140可以是一种集成电路芯片，具有信号处理能力。所述控制器140可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，CPU)、网络处理器(Network Processor，NP)等；还可以是数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。

为了便于安装所述信号发射器120和所述信号接收器130，在本实施例中，所述感应手柄100还包括安装于所述手柄外壳的第一安装件150和与所述第一安装件150位置相对的第二安装件160，所述信号发射器120安装于所述第一安装件150，所述信号接收器130安装于所述第二安装件160。

其中，第一安装件150和第二安装件160可以是但不限制于安装柱、安装板或者安装槽，根据实际需求进行设置即可，在此不做具体限制。

可选的，在本实施例中，第一安装件150和第二安装件160为安装槽，所述第一安装件150上设置有第一槽孔，所述第二安装件160上设置有第二槽孔，所述信号发射器120安装于所述第一槽孔内，所述信号接收器130安装于所述第二槽孔内。通过将所述信号发射器120和所述信号接收器130安装于第一槽孔和第二槽孔内的方式，使得所述信号发射器120和所述信号接收器130的位置稳固，避免由于安装不稳固造成的位置偏移使得所述信号发射器120发射的信号不能被所述信号接收器130正对导致无法接受到信号，从而影响使用结果的判断。

为进一步保证信号发射器120和信号接收器130的稳固程度，安装于槽孔内后可以通过卡扣、螺钉170、卡槽等进行固定。

可选的，在本实施例中，为便于拆卸更换器件，所述信号发射器120和所述信号接收器130通过螺钉170固定于所述第一槽孔和所述第二槽孔内。

为保障用户在使用手柄时，放置于信号发射器120和信号接收器130之间的手指能够更好的遮挡信号发射器120的信号，进而保障检测的可靠性，在本实施例中，所述第一安装件150和所述第二安装件160之间设置有凸起180。

其中，所述凸起180的形状可以是但不限制于柱状或者半球体状，根据实际需求进行设置即可，在此不做具体限制。

请结合图3，为便于用户手持手柄的位置准确以及提高舒适性，在本实施例中，所述凸起180为柱状凸起，且所述柱状凸起远离所述把手外壳110的一侧向内凹陷。

为准确控制所述信号发射器120的信号发射，在本实施例中，将所述信号发射器120与所述控制器140电连接，以控制所述信号发射器120进行信号发射。

为便于将所述感应手柄100安装于所述器械设备或便于拆卸所述感应手柄100，在本实施例中，所述器械设备还包括把手，所述感应手柄100通过所述把手外壳110设置于器械设备的把手。针对已有的操作把手的器械设备，只需安把手外壳110即可。

请结合图4，本发明另提供一种感应手柄100使用状态检测方法，该方法应用于上述的感应手柄100中并执行步骤S110-S130。

步骤S110：信号发射器120向信号接收器130发送信号。

步骤S120：所述信号接收器130在未接收到所述信号时生成一电信号并发送至控制器140。

步骤S130：所述控制器140在接收到所述电信号时确认所述感应手柄100处于使用状态。

其中，所述信号接收器130接收信号的步骤包括：所述控制器140控制所述信号发射器120发射信号，当所述信号发射器120和所述信号接收器130之间有遮挡物时，即所述感应手柄100被操作者用手握住时，所述信号接收器130接收不到所述信号，当所述信号发射器120和所述信号接收器130之间没有遮挡物时，所述信号接收器130接收到所述信号并生成一电信号。

所述控制器140判断感应手柄100使用状态的步骤包括：当所述控制器140接收不到所述电信号，则确认所述感应手柄100处于未使用状态，当所述控制器140接收到所述电信号时，则确认所述感应手柄100处于使用状态。

其中，所述控制器140判断感应手柄100使用状态的步骤还包括：从所述控制器140在接收到所述电信号时开始计时，并在计时达到预设时长时仍能接收到所述电信号时，则确认所述感应手柄100处于有效的使用状态，从而避免预期外的意外动作造成执行机构误动作。

其中，所述预设时长可以是但不限制于20毫秒、50毫秒、100毫秒，根据实际需求进行设置即可，在此不做具体限制。

可选的，在本实施例中，所述预设时长为100毫秒。

综上，本发明提供的感应手柄100及感应手柄100使用状态的检测方法，通过设置把手外壳110，信号发射器120、信号接收器130以及控制器140，以在进行使用状态检测时，信号发射器120向信号接收器130发射信号，当信号接收器130接收到信号时产生一电信号并将所述电信号发送至控制器140，所述控制器140接在收到所述电信号时开始计时，并在计时达到预设时长时仍能接收到所述电信号，则确认当前感应手柄100处于有效的使用状态。通过上述设置有效的避免了预期外的动作造成执行机构误动作的情况。

在本发明实施例所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的系统和方法实施例仅仅是示意性的。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

虽然本发明所揭露的实施方式如上，但所述的内容只是为了便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属技术领域内的技术人员，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims

1.一种感应手柄，应用于器械设备中，其特征在于，所述感应手柄包括：

把手外壳；

控制器，该控制器与所述信号发射器和所述信号接收器电连接，该控制器在接收到所述电信号时确认所述感应手柄处于使用状态，以控制所述器械设备进行操作，以及在未接收到所述电信号时确认所述感应手柄处于未使用状态。

2.根据权利要求1所述的感应手柄，其特征在于，所述感应手柄还包括安装于所述把手外壳的第一安装件和与所述第一安装件位置相对的第二安装件，所述信号发射器安装于所述第一安装件，所述信号接收器安装于所述第二安装件。

3.根据权利要求2所述的感应手柄，其特征在于，所述第一安装件上设置有第一槽孔，所述第二安装件上与所述第一槽孔相对位置处设置有第二槽孔，所述信号发射器安装于所述第一槽孔内，所述信号接收器安装于所述第二槽孔内。

4.根据权利要求3所述的感应手柄，其特征在于，所述信号发射器和所述信号接收器分别通过螺丝固定于所述第一槽孔和所述第二槽孔内。

5.根据权利要求2所述的感应手柄，其特征在于，在所述第一安装件和所述第二安装件之间设置有凸起。

6.根据权利要求5所述的感应手柄，其特征在于，所述凸起为柱状凸起，且所述柱状凸起远离所述把手外壳的一侧向内凹陷。

7.根据权利要求1所述的感应手柄，其特征在于，所述信号发射器为红外发射器，所述信号接收器为红外接收器，所述红外发射器向所述红外接收器发送红外信号。

8.根据权利要求1所述的感应手柄，其特征在于，所述控制器与所述信号发射器电连接，所述控制器还用于控制所述信号发射器发射信号。

9.根据权利要求1所述的感应手柄，其特征在于，所述感应手柄通过所述把手外壳设置于器械设备的把手。

10.一种手柄使用状态的检测方法，适用于权利要求1-9中任意一项所述感应手柄中，其特征在于，所述方法包括：

信号发射器向信号接收器发送信号；

11.根据权利要求10所述的手柄使用状态的检测方法，其特征在于，所述的使用状态的检测还包括：

所述控制器在接收到所述电信号时开始计时，并在计时达到预设时长时仍能接收到所述电信号时，则确认所述感应手柄处于有效的使用状态。